钢结构课程设计

. . XX 工程学院

建筑钢结构

课程设计

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目录

前言 (2)

某车间刚屋架设计

1.设计资料 (3)

2.荷载计算 (5)

3.荷载组合 (5)

4.内力计算 (6)

5.杆件设计 (7)

6.节点设计 (11)

参考文献 (19)

前言

本书意在完成钢结构设计课的作业，以及对自己两学期来钢结构设计课所学知识的一次检验。本书主要对一个单层厂房的屋盖进行设计验算，。编撰过程由于疏忽或个人知识面的局限性，难免会产生一些失误以及错误，望各位老师批评改正。

某车间钢屋架设计

1. 设计资料 １.１屋面类型

无檩屋面，屋面采用1.5X6m 的预应力钢筋混凝土大型屋面板。 １.２杆件及连接

杆件采用Q235钢，钢材强度设计值f

=215N/mm ²。角焊缝强度设计值

为

2/160mm kN f

w f

１.３屋架主要尺寸 Ⅰ.跨度30ｍ

Ⅱ.屋架上弦坡度１/１０ Ⅲ.架端架高度1990ｍｍ Ⅳ.屋架跨中高度3340ｍｍ １.４其他设计资料 Ⅰ.厂房长度２４０ｍ Ⅱ.屋架支撑于钢筋混凝土柱顶 Ⅲ.柱距６ｍ Ⅳ.柱网布置如图

Ⅴ.架几何尺寸

Ⅵ.屋架支撑布置

2.荷载计算

预应力混凝土大型屋面板 1.0⨯1.4 kN/m2=1.4 kN/m2

屋架自重0.12+0.011⨯30=0.45 KN/m2

永久荷载 2.2 KN/m2

共 4.05 kN/m2屋面活载 1.0 kN/m2

3. 荷载组合

由永久荷载控制的荷载组合值为

q=1.35×4.05＋1.4×0.7×1.0=6.45KN／㎡

由可变荷载控制的荷载组合值为

q=1.2×4.05+1.4×1.0=6.26KN／㎡

故永久荷载控制的组合起控制作用。

Ⅰ.全垮永久荷载加全垮可变荷载

F=6.45×1.5×6=58.05KN

Ⅱ.全垮永久荷载加半跨可变荷载

全垮节点永久荷载设计值：

F=1.35×4.05×1.5×6=49.21KN

1

半跨节点可变荷载设计值：

F=1.4×0.7×1.0×1.5×6=8.82KN

2

Ⅲ.半跨屋面板荷载加半跨可变荷载加全垮屋架自重

全垮节点屋架自重荷载设计值：

F=0.45×1.35×1.5×6=5.47KN

3

半跨节点屋面板自重和半跨屋面荷载设计值：

F=（1.4×1.35+1.0×1.4）×1.5×6=29.61KN

4

4.内力计算

屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图如下所示

由电算先解得F=1的屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨），然后求出各种荷载情况下的内力进行组合。

计算简图和结果见下表：

5.杆件设计

Ⅰ.上弦杆

整个上弦采用等截面，按IJ、JK杆件之最大设计内力设计

N=-1320.46kN=-1320460N 上弦杆计算长度如下： ①在屋架平面内：

为节间轴线长度ox l =150.7cm ②在屋架平面外：

根据支撑布置和内力变化情况，取oy l =3×150.7=452.1cm 因为oy l

=3ox l ，故截面宜选用两个不等肢角钢短肢相并

腹杆最大内力N=663.16kN ，查课程设计指导书表1得，所以中间节点板厚度选用12mm ，支座节点板厚度用14mm 。 假定λ=70，查教材附录得ϕ=0.751。 需要截面积：

A=

φf N =751.0*2151320460=81782mm 需要的回转半径：

x i =ox l /λ=

707

.150=2.15㎝ y i =oy l /λ=70

1

.452=6.46㎝

选用 2∟200⨯125⨯14短肢相拼， A=87.73cm 2,i x =3.544㎝，y i =9.66㎝

则x ox x i l =λ=4.351507

=42.57＜[λ]=150，y

oy y i l =λ=6.964521=46.8＜[λ]=150

=t b 114.29>0.561

b l oy =0.562004521

=12.66，

=yz

λ 3.7t

b 1

⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+412

27.521b t l oy =3.7×14200×⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛⨯⨯+4222007.521445211=55.37

查表得=ϕ0.831

==

A N ϕσ8773

0.8311320460⨯=181.122/mm N ＜2/215mm N f =

Ⅱ.下弦杆

整个下弦截面采用统一截面，按de 杆最大内力设计。 =N 1279.6KN=1279600N

屋架平面内取节间轴线长度cm l x 3000=

屋架平面外根据支撑布置取01485y l cm =

所需截面 263.5951215

1279600mm f N An ===

选用 2∟180⨯110⨯12因为oy l ＞ox l ，故用不等肢角钢短肢相并 A=67.42cm 2,i x =3.11㎝，y i =8.75㎝

y

oy y i l =

λ=

76

.81485=169.5＜[λ]=350 x ox x i l =λ=11.3300=96.5＜[λ]=350

考虑下弦有2φ21.5mm 的栓孔削弱，下弦净截面积： A n =6742.4－2×21.5×12mm 2=6226.4

==

n A N σ6226.4

1279600

=205.52/mm N ＜2/215mm N f =

Ⅲ.斜腹杆按aB 杆件最大内力设计 杆件轴力 N=-663.16KN

=ox l 2577mm ，=oy l 2577mm t=12mm

选用2∟140⨯90⨯12 因为l 0x = l 0y ，故采用不等肢角钢，长肢相并，使

i x ≈ i y